Galicia. Examen EBAU resuelto de Física. Junio 2018

C.3. Si una partícula cargada de masa despreciable penetra en un campo magnético uniforme con una velocidad que forma un ángulo de 180⁰ con las líneas del campo, la trayectoria que describe la partícula es:  a) rectilínea;  b) circular;  c) parabólica.

 

La respuesta correcta es la a. La fuerza que aparece sobre una carga que penetra en una región donde hay un campo magnético la podemos calcular por la ley de Lorentz:

 

 

En este caso nos quedará:

 

 

Si no aparece fuerza que desvíe la partícula cargada, esta seguirá con su trayectoria rectilínea.

 

C.4. Haz un esquema del montaje experimental necesario para medir la longitud de onda de una luz monocromática y describe el procedimiento. Explica qué sucede si cambias la red de difracción por otra con el doble número de líneas por milímetro.

 

Vamos a hacer una introducción para explicar de donde sale la ecuación con la que vamos a calcular la longitud de onda. A partir de la experiencia de Young, de la doble rendija, podemos deducir la expresión para calcular la longitud de onda:

 

 

 

d es la distancia que separa las rendijas y L es la distancia que las separa de la pantalla; d << L. Se puede relacionar la diferencia entre los caminos recorridos por las dos ondas () y el ángulo que forman los rayos con la horizontal ():

 

 

Se producirá una interferencia constructiva y veremos un máximo cuando se cumpla:

 

 

Se puede relacionar la posición de los máximos y los mínimos en la pantalla con las características de la onda y la separación entre las rendijas. Para eso, debemos hacer la simplificación de que para ángulos muy pequeños se cumple:

 

 

Por lo tanto:

 

 

Así entonces conociendo la distancia entre dos máximos (n = 1), conociendo la distancia entre los mismos (y) y la longitud que separa las rendijas de la pantalla (L), podemos calcular la longitud de onda de la radiación.

 

En nuestro caso, al utilizar una red de difracción, esta hará el mismo efecto que la doble rendija. El montaje sería el mismo que el del esquema, solo que cambiaríamos la doble rendija por la red de difracción.

 

Iluminaremos la red de difracción con la luz monocromática y mediremos tanto la distancia entre el máximo central y el primero (y), como la que hay entre la red de difracción y la pantalla (L). La distancia entre las líneas en la red de difracción (d) será un dato que conoceremos y, por lo tanto, con la expresión anterior calcularemos la longitud de onda.

 

Si a la distancia entre las líneas de la red de difracción que teníamos era d₁ y ahora usamos una con el doble de líneas por milímetro, de distancia d₂, la relación entre esas distancias es:

 

 

La longitud de onda de la radiación es la misma, porque iluminamos con la misma luz, y la distancia de la red a la pantalla igual si la colocamos en la misma posición. Lo que cambiará será la distancia que separará los máximos:

 

 

 

Si utilizamos una red de difracción con el doble número de líneas por milímetro, la separación entre los máximos que aparecerán en la pantalla, se duplica.